JP4714098B2 - 照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光源からの光を導光部材に導光して光を照射する照明装置に関する。
従来、車両のセンタークラスターには、空調装置、カーナビゲーション装置及びオーディオ装置等を作動させる際に操作するスイッチ群が設けられている。これら車載スイッチにおいてスイッチ操作部の背面には、車両の走行ライトが点灯操作された際にスイッチ周囲を背面側から照らしてスイッチ位置の視認性を高める照明装置が設けられている。この種の照明装置としては、例えば特許文献1に示すように、ライトガイド(導光板)の端面に配置された光源からの光を、ライトガイドの底面に設けられた微細な凹凸構造によって光を散乱又は反射させ、その散乱光又は反射光を、ライトガイド上面を発光面として出射させるサイドビュー型がある。
特開平8−194219号公報
しかし、特許文献1の技術においては、スイッチ操作部とライトガイドとが別々の部品として設けられている。従って、この車載スイッチを組み立てる際には、これら部品を別々の工程で取り付ける必要があり、その組付工程が面倒である問題があった。また、スイッチ操作部とライトガイドとが別々の場合、それだけ車載スイッチに要する部品点数が多くなる問題や、またその分だけ配置スペースを必要とする問題にも繋がる。
本発明の目的は、操作系部品の意匠部を背面から照明する照明源として用いた場合に、それに関係する部品においてその組立工数を低減することができる照明装置を提供することにある。
前記問題点を解決するために、本発明では、操作系部品の意匠部の背面に設けられ、光源から照射された光を光ガイド部で案内し、前記意匠部を背面側から照明することにより当該意匠部を点灯させる照明装置において、前記操作系部品の操作箇所となる操作部の軸部には透明樹脂により形成された光経路となる前記光ガイド部一体形成され、前記意匠部の背面において前記光ガイド部の周囲の少なくとも一部には、当該光ガイド部から導入した光により面発光して前記照明を行う導光体が設けられていることを要旨とする。
この構成によれば、光ガイド部と操作部とを一体形成すれば、この光ガイド部を有する操作系部品を組み立てる際には、これら部品を別々の工程で取り付ける必要がないことから、組付工程の簡素化を図ることが可能となる。また、この構成によれば、導光体という広面積を持つ部材を発光させることにより照明を行うので、広範囲に亘って照明を行うことが可能となる。
本発明では、前記光源は、前記操作部の背面に配置され、前記光ガイド部は、前記光源から照射された光を、前記操作部を迂回させて前記意匠部に案内することを要旨とする。
この構成によれば、光源が操作部の背面に配置されるので、光源と操作部とを並列する状態で配置せずに済み、その方向における装置サイズの小型化を図ることが可能となる。
発明では、前記導光体に孔部を形成して当該孔部に前記操作部を配置し、当該操作部に設けられた前記光ガイド部を前記孔部において前記導光体に向き合わせたことを要旨とする。
この構成によれば、導光体に形成された孔部に操作部が配置され、光源から出射されて光ガイド部を通った光は光ガイド部から導光体に導かれ、その光で導光体が発光することにより照明が行われる。ところで、導光体に孔部を形成すると、仮に光源を導光体の側方位置に配置した場合、孔部が導光の障害になり、導光体において孔部の光源と反対側の位置に光が行き渡らず、その位置が暗くなる場合がある。しかし、本発明のように、孔部に配置された操作部の背面に光源を配置し、操作部の背面から光を当てて照明を行うようにすれば、操作部の周囲を照らし出す状態となり、孔部が存在する導光体であっても、輝度ムラを生じ難くすることが可能となる。
本発明では、前記導光体において前記光ガイド部と対向する位置に、前記光ガイド部が案内した光を前記導光体に通す際に当該光を拡散させる光拡散部を設けたことを要旨とする。
この構成によれば、光ガイド部からの照射光が導光体に導入する際において、この光が光拡散部で拡散される。従って、光ガイド部が導光体に向けて照射する光においてその部位ごとに強弱が生じていても、入射光の光量の均一化を図ることが可能となり、これは輝度ムラ低減に効果がある。
本発明では、前記光ガイド部に、前記光源から当該光ガイド部の内部に案内した光を前記意匠部に向けて反射させる光反射部を形成したことを要旨とする。
この構成によれば、光源から光ガイド部の内部に導入された光は光反射部で意匠部に向けて反射されることから、意匠部に向かう光成分が多くとれることになる。従って、照明に必要な光量を確保することが可能となるので、照明を行うに際して輝度不足の生じる状況が生じ難く、更にこれは輝度ムラ抑制にも効果がある。
本発明では、前記操作系部品は、前記操作部を回転させることにより接点状態を切り換える回転式であることを要旨とする。
この構成によれば、操作系部品の操作部を操作したとしても、操作部の背面側に配置された光源と、操作部に組み込まれた光ガイド部との距離を不変とすることが可能である。従って、光源から光ガイド部へ導入される光量を、操作部の操作前後で変化しないようにすることが可能となり、このことは操作部の操作前後において輝度変化が生じることを抑制することが可能となる。
本発明によれば、操作系部品の意匠部を背面から照明する照明源として用いた場合に、それに関係する部品においてその組立工数を低減することができる。
以下、本発明を具体化した照明装置の一実施形態を図1〜図8に従って説明する。
図1に示すように、車内のセンタークラスター1には、車載空調装置、カーナビゲーション装置及び車載オーディオ装置等の各種車載機器を作動する際に操作する操作箇所としてスイッチ群2が設けられている。このスイッチ群2は、スイッチ機能ごとに設けられた複数の車載スイッチ3,3…から成る。センタークラスター1の外壁を成す樹脂製の外枠4には、各車載スイッチ3の操作部位である調節ノブ5が回動可能な状態で設けられている。車載スイッチ3は、この調節ノブ5を回動操作することにより、スイッチ接点が切り換えられる回転式スイッチである。なお、車載スイッチ3が操作系部品に相当し、調節ノブ5が操作部に相当する。
図1及び図2に示すように、センタークラスター1の外枠4において調節ノブ5の近傍には、各々のスイッチ機能を表すとともに背面からの照射光で点灯状態となるデザイン部6が形成されている。このデザイン部6は、外枠4の他の部分(センタークラスター1の略全域)が例えば黒等の色付きの樹脂材から成るのに対し、例えばアクリル、スチレン及びウレタン等の透明樹脂を用いた層状の拡散材から成り、図2に示すように自身が受けた光を多方向に拡散して外部に出射する機能を持つ。また、デザイン部6は、例えば2色成形などの製造方法によって外枠4において他の部分と一体に形成されている。なお、デザイン部6が意匠部に相当する。
図2に示すように、調節ノブ5は、摘み部分として外枠4から外部に露出した大径のノブ部7と、それよりも小径で円柱形状を成す軸部8とから成る。外枠4には収納孔9が貫設され、調節ノブ5はこの収納孔9に軸部8が相対回動可能な状態で挿入された取り付け状態をとっている。なお、この調節ノブ5は、図示しない抜け止め機構により、外枠4から外部に抜け落ちない構成がとられている。
外枠4の背面には、車載スイッチ3の各種電子部品が実装された基板10が設けられている。基板10には、固定側のスイッチ接点として固定接点11が設けられている。この固定接点11は、図3に示すように中央寄りに位置するリング状の第1固定接点部11aと、第1固定接点部11aの外周に沿い所定間隔をおいて断続的に配置された複数の第2固定接点部11bとから成る。また、調節ノブ5の下面において基板10と対向する位置には、調節ノブ5と連れ回りする可動接点12が設けられている。可動接点12は、断面略へ字形状を成し、一端が第1固定接点部11aに接触し、他端が第2固定接点部11bに接触する。
図2に示すように、基板10には、基板10側が開口した略箱形状の支持体13が、固定接点11及び可動接点12をその内部に収納するような状態で取り付けられている。支持体13の中央位置には円形状の貫通孔14が形成され、可動接点12はこの貫通孔14を介して固定接点11と向き合う。この貫通孔14の周縁全域には、支持体13の表面よりも一段高さが低くなった段部14aが形成されている。この段部14aには、調節ノブ5の下端部が相対回動可能な状態で載置されている。調節ノブ5が回動操作された際、その回動に伴って可動接点12も回動し、可動接点12の接触先が第1固定接点部11aにおいて選択的に切り換わることにより、車載スイッチ3のスイッチ操作位置が切り換わる。
基板10には、外枠4の背面からデザイン部6に光を照射するLED(Light Emitting Diode)15が実装されている。このLED15は、基板10に対して垂直方向(図2の上方)に光を照射する向きで、かつ調節ノブ5の背面位置において調節ノブ5と同一軸心上に配置されている。なお、LED15が光源に相当する。
図2及び図4に示すように、調節ノブ5の軸部8には、LED15が発した光をデザイン部6に導くライトガイド16が一体に組み込まれている。ライトガイド16は、例えばアクリル樹脂などの透明樹脂を材質としている。ライトガイド16は、縦断面略T字形状を成し、軸部8の長手方向における略中間位置から軸心L1に沿って下端部の導光口17まで延びる円柱状の第1光経路18と、軸部8の長手方向における略中間位置において全周に亘り径方向外側に向かって延びる略円板状の第2光経路19とから成る。ライトガイド16は、例えば黒色樹脂から成る調節ノブ5の本体部分に対し2色成形による製法で形成されている。
外枠4の背面位置には、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)等の透明樹脂から成るとともに平板形状を成す導光板20が設けられている。導光板20において調節ノブ5が位置する部位には、調節ノブ5の軸部8を相対回動可能な状態で挿通し得る挿通孔21が貫設されている。この取り付け状態においては、ライトガイド16の第2光経路19が、導光板20の挿通孔21の内周面に対向する配置位置をとる。なお、ライトガイド16が光ガイド部に相当し、導光板20が導光体に相当し、挿通孔21が孔部に相当する。
図2に示すように、ライトガイド16においてノブ部7側の面(図2の上面)には、略円錐形状を成すガイド内反射部22が形成されている。このガイド内反射部22は、ライトガイド16内においてLED15からライトガイド16の軸心方向(図2の垂直方向)に伝播してきた光を、導光板20に向かう方向(図2の水平方向)に反射(拡散、分散、屈折、全反射などを含む:以下同様)させる。なお、ガイド内反射部22が光反射部に相当する。
図5に示すように、導光板20において挿通孔21の内周面には、シボ形状を成す凹凸部23が全周に亘って形成されている。この凹凸部23は、ライトガイド16から導光板20に入射される光を散乱させ、この入射光において光量の均一化を図ることにより、デザイン部6を照明した際の輝度ムラ発生を抑える。なお、凹凸部23が光拡散部に相当する。
導光板20の底面20aには、図6(a)に示すように多数の点状の凹ドット24が形成されている。この凹ドット24は、μm単位の微細なドットで形成され、導光板20において発光させたい位置(即ち、デザイン部6)に配置されている。凹ドット24は、導光板20の底面20aから上面20bに向かうに連れて収束するテーパ状を成した円錐形状を成している。なお、図6(a)においては、凹ドット24を実際のサイズよりも大きくデフォルメして図示している。導光板20は、図6(b)に示すようにライトガイド16から入射した光を底面20aの凹ドット24で反射させ、上面20bを発光面としてLED15の光を面発光させる。
次に、本例の照明装置の作用を説明する。
例えば、車両の車幅灯や走行ライトが運転者により点灯操作されると、調節ノブ5の下方位置にあるLED15は発光状態となり、図7に示すように上方に光を照射する。このとき、LED15の照射光は、調節ノブ5の下端面にあるライトガイド16の導光口17から、ライトガイド16の内部に導入される。ライトガイド16内を上方向に伝播してきた光は、ライトガイド16内でガイド内反射部22に当接する成分が生じ、その反射光がライトガイド16内において左右方向に進行方向を変えて伝播する。
ライトガイド16内においてガイド内反射部22で反射された光は、ライトガイド16から導光板20に導入される。このとき、導光板20の挿通孔21には凹凸部23が形成されていることから、ライトガイド16から出射された光が導光板20に入射する際において、この光が凹凸部23で散乱する。従って、ライトガイド16の出射光の光量に部分的に差が生じていたとしても、凹凸部23で光が散乱することにより、ライトガイド16から導光板20へ入射する入射光において光量の均一化が図られる。
ライトガイド16から導光板20に導かれた光は、導光板20の底面にある複数の凹ドット24に当接することで上方に反射される。このとき、凹ドット24の密度分布が高いところほど、上方に反射される光の光量は多くなる。このように、導光板20の内部に導かれた光によって導光板20がその上面20bで面発光する状態となるので、調節ノブ5はその周囲において光で照らし出された状態となり、各スイッチ3,…のデザイン部6,…が背面から光を受けて点灯状態となる。
さて、本例においては、調節ノブ5にライトガイド16を一体に組み込んでいるので、車載スイッチ3を組み立てる際には、これら部品を別々の工程で取り付ける必要がないことから、組付工程の簡素化を図ることが可能となる。また、調節ノブ5にライトガイド16を一体に組み込めば、車載スイッチ3に要する部品点数の低減、車載スイッチ3の構造の簡素化、車載スイッチ3に要する部品配置スペースの省スペース化などの効果も生じ得る。
ところで、この種の車両分野においては、部品配置位置の省スペース化が高いレベルで要求されることから、この種の照明装置を車両に採用した場合、本例のように導光板20に挿通孔21を設け、その挿通孔21に調節ノブ5を配置する構造が採用されることが多々ある。この配置構造を用いれば、通常ならば導光板20のみが配置されるスペースに調節ノブ5(スイッチ機構の各種部品)を置くことが可能となり、その分だけ車載スイッチ3(照明装置も含む)の小型化を図ることが可能である。
しかし、図8に示すように、導光板20(ライトガイド16を含む)とは別体であるLED15を導光板20の側部に配置し、その位置から照射されるLED15の光を導光板20の内部に導く照射構造(サイドビュー型)において、導光板20に挿通孔21を設けてそこに調節ノブ5を配置する構造を適用すると、LED15からの光の伝播が挿通孔21によって妨げられることになる。よって、導光板20においてLED15から見て挿通孔21に隠れる位置(図8の点エリア)に伝播する光量が減少する。このため、導光板20においてLED15から見て挿通孔21に隠れる位置の輝度が他の部位よりも低くなったり、或いはその位置で発光しなかったりする可能性が生じ、これが発光面における輝度ムラの原因となり、均一な面発光が得られない問題が生じる。
そこで、本例においては、導光板20の挿通孔21を貫通する調節ノブ5内にライトガイド16を内蔵し、調節ノブ5の下方位置にLED15を配置することにより、調節ノブ5の下方位置で照射した光を上方へ導いて導光板20で面発光させ、調節ノブ5の周囲に光を行き渡らせる照射構造(トップビュー型)を採用している。従って、導光板20に挿通孔21を形成した形状であっても、挿通孔21の周囲にほぼ定量の光量の光を持ってくることが可能となるので、挿通孔21の周囲において輝度ムラの発生を低く抑えることが可能となり、導光板20をほぼ均一に面発光させることが可能となる。
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)調節ノブ5とライトガイド16とが一体であるので、車載スイッチ3を車体に組み付けるに際しては、調節ノブ5とライトガイド16とを別々の工程で取り付ける必要がなくなり、この組付作業の簡素化を図ることができる。
(2)光源であるLED15を調節ノブ5の背面位置に配置したので、例えばLED15が調節ノブ5と水平方向において並ぶサイドビュー型に比べて、水平方向における車載スイッチ3のサイズを小さく抑えることができる。
(3)スイッチ照明は導光板20を面発光させることにより行うので、デザイン部6の背面を広面積で照らし出すことになり、デザイン部6が広面積のものであっても、これを背面から照明することができる。
(4)導光板20に挿通孔21を形成してそこに調節ノブ5を配置すると、部品の配置スペースの効率化を図ることはできるが、その挿通孔21が導光に影響を及ぼすことになる。しかし、調節ノブ5の背面位置にLED15を配置し、そこから照射される光を調節ノブ5内のライトガイド16で導いてスイッチ照明を行うようにすれば、挿通孔21の周囲ほぼ全域に同量の光が行き渡り、挿通孔21の周囲がほぼ同じ光量で光る状態となる。従って、導光板20に挿通孔21が形成されていても、ライトガイド16の均一な面発光に寄与し、輝度ムラ発生を抑制することができる。
(5)ライトガイド16にガイド内反射部22を形成したので、ライトガイド16内の光成分の多くが導光板20に向かう方向に反射される。従って、ライトガイド16内の光成分の多くを導光板20に導入することができ、高輝度確保や輝度ムラ抑制などの効果を得ることができる。
(6)導光板20に形成した挿通孔21に凹凸部23を形成したので、ライトガイド16から導光板20に導入された光が凹凸部23によって散乱する。従って、ライトガイド16から出射された光に部分的な強弱があったとしても、凹凸部23での光の散乱により、導光板20への導入光において光量の均一化が図られ、このことも輝度ムラ抑制に効果が高い。
(7)導光板20の底面20aに凹ドット24を形成し、導光板20に導入された光を凹ドット24により反射させる。従って、導光板20に導入された光成分において上方に向かう光成分をできるだけ多くとることが可能となり、できるだけ輝度が高い状態で導光板20を面発光させることができ、更にこれは輝度ムラ抑制にも効果がある。
(8)本例の車載スイッチ3はスイッチ状態の変更に際して調節ノブ5を回転操作する回転式スイッチであるので、調節ノブ5の操作前後において垂直方向におけるLED15とライトガイド16との位置や、同じくライトガイド16と導光板20との位置が変わらずに済む。従って、調節ノブ5の操作前後においてデザイン部6に照射される輝度に変化が生じ難くなり、調節ノブ5の操作前後でデザイン部6の明るさが変化するような状況を生じ難くすることができる。
なお、本実施形態はこれまでの構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・ LED15の光が入射するライトガイド16の導光口17は、単なる平面形状に限定されない。例えば、図9に示すように、導光口17を球面状とすることでレンズ部41を形成してもよい。この場合、LED15の照射光がレンズ部41によってライトガイド16の内部に向かう方向に反射されるので、ライトガイド16の内部に導き得る光量を多くとることができ、このことも輝度ムラ抑制に効果がある。また、導光口17の形状は、例えば図10に示すように対向する一対のテーパ状の斜面部42でもよい。
・ 車載スイッチ3の意匠部は、センタークラスター1の外枠4に形成されたデザイン部6のみに限定されない。例えば、図11に示すように、調節ノブ5のノブ部7側(上部)においてその軸心位置にライトガイド16を延ばしてこれを第3光経路43とし、調節ノブ5の上面に第3光経路43と繋がるデザイン部44を設け、この第3光経路43で導いた光によりデザイン部44を背面から照明する構造を採用してもよい。この場合、調節ノブ5のデザイン形成箇所が増えることになり、デザインのバリエーションを多くとることができる。
・ 車載スイッチ3のデザイン部6を背面から照射する照射装置は、必ずしも導光板20を必要としない。例えば、図12に示すようにライトガイド16の第2光経路を水平方向に延ばして延出部45を形成し、この延出部45から光をデザイン部6に直接導く構造を採用してもよい。この場合、車載スイッチ3には導光板20が不要となり、その分だけ装置サイズの小型化や部品コストの低減を図ることができる。
・ ライトガイド16の形状は、第1光経路18及び第2光経路19から成る縦断面T字形状に限らず、例えば縦断面L字形状など、LED15の光を導光板20に導き得る形状であれば、形状は特に限定されない。
・ 調節ノブ5を導光板20に対して配置する際のその配置構造は、導光板20に挿通孔21を形成してそこに調節ノブ5を配置する構造に限定されない。例えば、LED15が導光板20においてその外側寄りの位置に配置される場合、導光板20に切欠部を形成し、そこに調節ノブ5を回動可能な状態で配置する配置構造を採用してもよい。
・ ライトガイド16に設けたガイド内反射部22の形状は、必ずしも円錐形状に限らず、ライトガイド16内の光を導光板20に導き得る形状であれば、形状は特に限定されない。
・ 導光板20の側面において全周又は一部に、凹凸形状を成すプリズム部を設けてもよい。この場合、導光板20の側面からの光漏れがプリズム部によって抑制されるので、導光板20が面発光する際の発光輝度の確保に効果が高い。
・ 導光板20の底面20aに凹ドット24を設ける場合、この形成比率は光の照射位置や輝度度合いに応じて各場所において適宜変更可能である。
・ 光源は、必ずしもLED15に限定されず、これ以外の光源としてランプ等を用いてもよい。
・ 本例の照明装置は、スイッチ群2(車載スイッチ3)のデザイン部6を背面から照明するスイッチ部品のバックライトとして用いられることに限らず、種々の機器や装置の照明源として採用可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(1)請求項1〜のいずれかにおいて、前記光ガイド部において前記光源からの光が導入される導入口に、前記光源の照射光を前記光ガイド部の内部に向けて反射する導入口反射部を設けた。この場合、光源からの光成分の多くを光ガイド部内に送り込むことが可能となり、これも輝度ムラ抑制などに効果が高い。
(2)請求項1〜のいずれかにおいて、前記意匠部は、前記操作部の表面位置に形成されている。この場合、操作部の表面を意匠面として発光させることができるので、操作部の表面もデザイン面として使用することができ、デザイン自由度の向上に効果が高い。
(3)請求項のいずれかにおいて、前記導光体の底面に、当該導光体の内部に導かれた光を前記意匠部に向けて反射させる導光板側光反射部を設けた。この場合、発光面に至る光成分が多くとれるので、発光輝度を高くすることができる。
(4)請求項のいずれかにおいて、前記導光体に切欠部を形成して当該切欠部に前記操作部を配置し、当該操作部に設けられた前記光ガイド部を前記切欠部において前記導光体に向き合わせた。この場合、導光体の配置スペースに操作部を配置することが可能となり、照明装置の小型化に一層寄与する。
一実施形態における車内のセンタークラスター付近を示す斜視図。 トップビュー型の照明装置を備えた車載スイッチの縦断面図。 車載スイッチのスイッチ接点を示す平面図。 車載スイッチの調節ノブの斜視図。 ライトガイドから導光板に導入される光の反射状態を示す導光板の平面図。 (a)は導光板の縦断面図、(b)は導光板が面発光した状態を示す斜視図。 車載スイッチが照明装置で照明された際の光経路を表す説明図。 サイドビュー型の照明装置を備えた車載スイッチの平面図。 別例における車載スイッチの部分縦断面図。 他の別例における車載スイッチの部分縦断面図。 他の別例における車載スイッチの縦断面図。 他の別例における車載スイッチの縦断面図。
符号の説明
3…操作系部品としての車載スイッチ、5…操作部としての調節ノブ、6…意匠部としてのデザイン部、8…軸部、15…光源としてのLED、16…光ガイド部としてのライトガイド、20…導光体としての導光板、21…孔部としての挿通孔、22…光反射部としてのガイド内反射部、23…光拡散部としての凹凸部。

Claims (6)

  1. 操作系部品の意匠部の背面に設けられ、光源から照射された光を光ガイド部で案内し、前記意匠部を背面側から照明することにより当該意匠部を点灯させる照明装置において、
    前記操作系部品の操作箇所となる操作部の軸部には透明樹脂により形成された光経路となる前記光ガイド部一体形成され、前記意匠部の背面において前記光ガイド部の周囲の少なくとも一部には、当該光ガイド部から導入した光により面発光して前記照明を行う導光体が設けられていることを特徴とする照明装置。
  2. 前記光源は、前記操作部の背面に配置され、前記光ガイド部は、前記光源から照射された光を、前記操作部を迂回させて前記意匠部に案内することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記導光体に孔部を形成して当該孔部に前記操作部を配置し、当該操作部に設けられた前記光ガイド部を前記孔部において前記導光体に向き合わせたことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。
  4. 前記導光体において前記光ガイド部と対向する位置に、前記光ガイド部が案内した光を前記導光体に通す際に当該光を拡散させる光拡散部を設けたことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の照明装置。
  5. 前記光ガイド部に、前記光源から当該光ガイド部の内部に案内した光を前記意匠部に向けて反射させる光反射部を形成したことを特徴とする請求項1〜のうちいずれか一項に記載の照明装置。
  6. 前記操作系部品は、前記操作部を回転させることにより接点状態を切り換える回転式であることを特徴とする請求項1〜のうちいずれか一項に記載の照明装置。
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